Lithium-Schwefel-Technik Forscher entwickeln bisher leistungsfähigsten Li-S-Akku

Australische Forscher haben nach eigenen Angaben den bislang leistungsfähigsten Lithium-Schwefel-Akku entwickelt. Laut der Monash-Universität in Clayton können die wiederaufladbaren Batterien die Leistung der aktuellen Marktführer um mehr als das Vierfache übertreffen.

Kern der Entwicklung, die sich derzeit noch im Laborstadium befindet, ist eine besonders robuste Schwefel-Elektrode, die das Team um Monash-Forscherin Mahdokht Shaibani im US-Fachblatt Science Advances vorstellt.

Lithium-Schwefel-Akkus sind leichter und billiger als die weit verbreiteten Lithium-Ionen-Akkus und lassen sich kostengünstig und umweltfreundlich herstellen, wie das an der Studie beteiligte Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden erläutert. Die Technik sei sehr vielversprechend, befinde sich allerdings noch in der Entwicklung. »Erste Anwendungen werden dort gesehen, wo es um geringes Gewicht geht, beispielsweise in der Luftfahrt«, sagte der Leiter der Abteilung chemische Oberflächen- und Batterietechnik am IWS, Holger Althues. Lithium-Schwefel-Zellen können bei gleichem Gewicht mehr Energie speichern als Lithium-Ionen-Akkus, sind dabei allerdings größer.

Ein Problem der Lithium-Schwefel-Batterie ist bislang jedoch die mechanische Stabilität der Kathode, die sich bei der betriebsbedingten Aufnahme und Abgabe von Lithium merklich ausdehnt und wieder zusammenzieht. Dadurch entstehen häufig Mikrorisse und -brüche in dem Material, so dass die Zelle schnell verschleißt. Für dieses Problem hat das australische Forscherteam nun einen vielversprechenden Lösungsansatz entwickelt und patentiert.

»Dieser Ansatz begünstigt nicht nur hohe Leistungsdaten und eine lange Lebensdauer, sondern auch eine einfache und extrem kostengünstige Herstellung mit wasserbasierten Verfahren«, betonte Monash-Forscher Matthew Hill. »Und er kann zu einer erheblichen Reduzierung von umweltgefährdenden Abfällen führen.«